1. Latar Belakang
Pada tahun 460 S.M., seorang filsuf Yunani bernama Democritus berpendapat bahwa jika sebuah benda dibelah terus menerus, maka suatu saat akan didapati bagian yang tidak dapat dibelah lagi. Hal itu didasari atas observasiya di pantai. Ia menganggap bahwa pasir adalah atom karena butiran pasir tidak dapat dipecah lagi dan pantai yang berisi kumpulan pasir adalah senyawa. Ia juga berpendapat bahwa adanya ruang antar atom dan atom dapat dibedakan ke dalam bentuk, massa, dan ukurannya. Tetapi pada saat itu, Aristoteles menganggap bahwa teori atom ini adalah hal yang tidak berguna. Sehingga orang-orang juga mempercayai pendapat Aristoteles yang pada saat itu merupakan filsuf besar. Karena itu, perkembangan pengetahuan tentang atom sempat terhenti.
Sekitar tahun 1800, orang-orang mulai mempertanyakan lagi tentang struktur dari suatu benda. Sejak itu, teori tentang atom semakin berkembang mulai dari John Dalton sampai dengan teori yang kita pakai sekarang, yaitu mekanika kuantum.
II. Isi
Pada tahun 1808, John Dalton, seorang ilmuwan dari Inggris mencoba untuk membuktikan keberadaan atom. Ia membuat hipotesa tentang atom berdasarkan hukum kekekalan massa dan hukum perbandingan tetap. Karena itu, ia melakukan berbagai eksperimen yang akhirnya menunjukkan adanya unsur yang terdiri dari partikel yang paling kecil bernama atom meski ia tidak mengetahui strukturnya pada waktu itu. Ia beranggapan bahwa atom berbentuk seperti pejal. Dalam teorinya, ia menyatakan bahwa; a) setiap unsur terdiri dari partikel terkecil yang bernama atom, b) setiap atom dari unsur yang sama memiliki sifat yang sama, c) jika unsur berbeda, sifat juga berbeda), d) atom tidak dapat diubah dan dimusnahkan, e) atom yang bergabung membentuk molekul, f) dan dalam senyawa, perbandingan massa masing-masing unsur adalah tetap. Tetapi teori ini tidak dapat menerangkan mengapa suatu benda dapat menghantarkan arus listrik.
Lalu, penelitian lebih lanjut dilakukan oleh J. J. Thomson pada tahun 1904 dalam percobaan tabung sinar kotoda. Kali ini, ia dapat membuktikan bahwa ada partikel bermuatan negatif dalam atom yang dinamai elektron. Ia juga beranggapan jika ada muatan yang negatif, maka seharusnya ada juga muatan yang positif. Karena itu, ia menyatakan bahwa atom berbentuk seperti kue kismis atau plum pudding dalam bahasa Inggris, karena menurutnya bola pejal yang merupakan atom itu sendiri bermuatan positif dan ada elektron yang menyebar di sekitarnya sehingga atom tersebut menjadi netral. Tetapi ia tidak dapat menjelaskan susunan muatan negatif dan positif dari atom.
Sekitar 7 tahun kemudian, yaitu tahun 1911, Ernest Rutherford melakukan eksperimen ‘gold foil’. Ia menembakan partikel alpha ke suatu lempengan tipis. Dalam percobaannya itu, ia berharap dapat menemukan struktur dalam atom yang berbentuk seperti kue kismis sebagaimana yang dikemukakan oleh J. J. Thomson. Tetapi, ia mendapati dalam percobaannya bahwa ada partikel yang diteruskan, dibelokkan, dan dipantulkan. Itu berarti, atom memiliki sebuah inti. Karena itu, ia beranggapan bahwa elektron mengelilingi inti atom yang merupakan pusat massa dari atom itu sendiri.
Kemudian, orang-orang mulai memperdebatkan model atom milik Rutherford karena mereka beranggapan bahwa seharusnya akan ada saat di mana elektron akan kehilangan energi entah elektron tersebut dalam keadaan diam maupun bergerak akibat dari gaya tarik menarik yang terjadi antara positif dan negatif. Rutherford juga tidak dapat menjelaskan spektrum garis pada atom hidrogen dalam teorinya. Karena itu, Niels Bohr mencetuskan teori baru bahwa elektron hanya bisa mengelilingi inti atom dari jarak tertentu dan atom mengeluarkan energi jika ada elektron yang berpindah ke lintasan yang lebih rendah serta menyerap energi ketika elektron berpindah ke lintasan yang lebih tinggi. Sehingga, pada tahun 1913, ia melakukan percobaan dengan cara menganalisa spektrum warna dari atom hidrogen yang berbentuk garis. Pada akhirnya ia berhasil membuktikan dan menemukan bahwa atom terdiri dari beberapa kulit sebagai tempat berpindahnya elektron. Tetapi ia tidak dapat menerangkan kejadian ikatan kimia dengan baik.
Akhirnya pada tahun 1925, Erwin Schrodinger (mengembangkan mekanika gelombang) dan Werner Heisenberg (mengembangkan mekanika matriks) mengemukakan teori bahwa lokasi elektron dan pergerakannya dalam atom tidak dapat ditentukan secara pasti, yang dapat ditentukan hanyalah daerah kemungkinan keberadaan elektron. Karena keberadaan elektron diperkirakan dengan mekanika kuantum, maka teori ini disebut teori atom mekanika kuantum yang sekarang dikenals sebagai model atom mekanika gelombang / model atom modern. Menurut teori atom modern, gerakan materi adalah suatu gerakan gelombang sehingga elektron yang merupakan materi juga merupakan gelombang. Model atom dari atom modern ini memiliki orbital lintasan elektron. Orbital tersebut menggambarkan tingkat energy elektron. Jadi, teori dari model ini adalah; a) lintasan (orbit) mengikuti penyelesaian kuadrat fungsi gelombang, b) bentuk dan ukuran orbital bergantung pada harga dai ketiga bilangan kuantumnya, dan c) posisi elektron menurut Bohr bukan merupakan sesuatu yang pasti, tetapi bisa merupakan terbesar ditemukannya elektron. Dasar dari mekanika kuantum adalah energi itu tidak kontinyu, tetapi berupa diskrit (berupa paket atau kuanta). Sebenarnya, mekanika kuantum pertama kali dicetuskan oleh Michael Faraday pada tahun 1859-1860 setelah ia menemukan sinar katoda dan terus berkembang pada saat itu oleh ilmuwan-ilmuwan lainnya dengan berbagai eksperimen. Teori ini bertentangan dengan teori fisika klasik bahwa energi itu berkesinambungan.
III. Penutup
John Dalton J. J. Thomson Rutherford Niels Bohr Mekanika Kuantum
Sekarang ini, kita mengetahui bahwa atom terdiri dari partikel-partikel sub-atom, yaitu elektron, proton, dan neutron. Awalnya, kita mengetahui bahwa adanya atom karena John Dalton. Lalu, kemudian Rutherford menemukan adanya inti dari suatu atom. Setelah itu, Niels Bohr menemukan bahwa elektron memiliki lintasannya yang kemudian penjelasannya mengenai jalurnya disempurnakan dengan teori mekanika kuantum. Beberapa tahun kemudian, yaitu tahun 1932, James Chadwick berhasil menemukan neutron yang membentuk inti dari atom bersama-sama dengan proton (neukleon).
